生産現場では、アルミニウム、マグネシウム、およびそれらの合金を溶接するときに一般に交流が使用されます。そのため、交流溶接のプロセスでは、ワークピースが陰極である場合、酸化皮膜を除去することができ、表面に形成された酸化皮膜を除去できます。溶融池の表面。タングステンは非常に優れています。陰極を使用すると、タングステン電極を冷却することができ、同時に十分な電子を放出できるため、アークの安定性につながり、両方を考慮することができ、溶接も可能になります。スムーズに手続きを進めることができます。
ただし、AC 電源を使用すると、次の問題も発生します。 まず、有害な DC 成分が生成されます。 2 番目に、AC 電力は 1 秒間に 100 回ゼロ点を通過するため、アーク安定化対策を講じる必要があります。
以下では主に直流成分の生成と除去について紹介します。
AC アークの場合、電極とベース金属の電気的および熱的物理的特性と幾何学的寸法の違いにより、AC 電流の 2 つの半サイクルにおけるアーク柱の導電率、電界強度、およびアーク電圧は次のようになります。非対称で、アーク電流が発生します。これも対称ではありません。タングステン極陰極の半サイクルでは、アーク柱の導電率は高く、電界強度は小さく、アーク電圧は低く、電流は大きくなります。卑金属が陰極である半サイクルでは、状況はまったく逆となり、アーク電圧は高く、電流は小さくなります。 2 つの半サイクルの電流が非対称であるため、AC アークの電流は 2 つの部分で構成されていると見なすことができます。1 つは AC 電流、もう 1 つは AC 部分に重畳された DC 電流です。は直流成分です。交流アークに直流成分が発生する現象をタングステン交流アルゴンアーク溶接の整流効果といいます。この整流効果はアルミニウムの交流 TIG 溶接中に存在するだけでなく、2 つの電極材料の物理的特性が大きく異なる場合にも発生します。この問題は、銅やマグネシウムなどの合金を交流で溶接する場合にも存在します。同じ材質を交流溶接で使用した場合でも、電極とワークの形状や放熱条件の違いにより直流成分が発生しますが、その値は非常に小さいため、装置の正常な動作には影響しません。
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母材と電極の電気的・熱物性が異なると、上記の非対称性がより顕著となり、直流成分が大きくなる。それどころか、ベース金属と電極の電気的および熱物理的特性には大きな違いはなく、両者の熱放散の違いは幾何学的寸法の違いによってのみ引き起こされ、整流効果は明らかではありません。たとえば、MIG溶接では、通常、溶接ワイヤとワークピースは同じ材質で作られているため、上記の非対称性は明らかではなく、小さなDC成分は無視できます。
直流成分の方向は、母材からタングステン極に流れるタングステン極陰極の半周期の電流方向と同じであり、溶接時の回路における正の直流電源に相当します。直流成分の存在により、第一に陰極による酸化皮膜の除去が弱まり、第二に溶接トランスの鉄心に直流磁束の一部が発生し、この部分が直流磁束の一部として発生します。直流磁束は元の交流磁束に重畳され、鉄心が一方向に磁気飽和に達する可能性があり、その結果トランスの励磁電流が大幅に増加します。このように、変圧器の鉄損や銅損が増加し、効率が低下し、温度上昇が大きくなる一方で、変圧器の鉄損や銅損が増加します。一方で、溶接電流の波形が大きく歪み、力率が低下します。これらはアークの安定した燃焼に悪影響を及ぼします。
投稿時刻: 2023 年 5 月 8 日
